REACTIVE CHANGES OF THE RAT BRAIN CELL ELEMENTS DUE TO CIRCULATORY HYPOXIA

Abstract


The research is devoted to establishment of a complex of the main structural, spatial and quantitative reactive changes of cellular elements of anterior cingulate cortex and the midbrain paranigral nucleus located in different conditions of forbrain circulator hypoxia. The data obtained will help to present differences in reactivity of the brain cells in relationship with each other and with a wall of a blood capillary, and also can be used as a basis for modeling pharmacological correction of posthypoxic conditions. Histologic sections of forward medial part of the paranigral nucleus and layers of the V-VI pregenual cingular field of adult rats in 7 days after occlusion of both general carotids were examined. The sections of intact animals and sham-operated animals were studied too. In the sections, stained after Nissl, the ratio of the low-changed, hypochromic, picnomorphic and shadow neurons, quantity of astrocytes, oligodendrocytes, microgliocytes and endotheliocytes, the viable low-changed and hypochromic neurons, astrocytes and microgliocytes cell bodies area, length of astrocytes axial shoots, distance from bodies of viable neurons and astrocytes to a wall of capillaries, the gliocyte-neuronal index were determined by methods of identification of glial fibrillar acid protein and Iba1-protein. The cellular elements of the surviving brain in different conditions of circulator hypoxia were established to characterize by a range of the expressed pathological changes. Neurons were in process of picnotization, lysis and transformation into shadow cells. Cells of the nuclear zone of hypoxia trended to death or picnosis. The neurons located outside the hypoxic area and being affected by only humoral influence of the glutamate-calcium cascade, were inclined to sharp swelling. Microgliocyte reaction in the form of poorly expressed increase in their number and structural signs of activation was an early diffusion manifestation of the forbrain focal hypoxia. Endotheliocytes proliferation in terms of early ischemic influence did not connect with a cascade reactions chain and was observed only in hypoxia focus. The concentration of viable neurons and astrocytes near blood capillaries, and also the increase of number of satellite glial forms were adaptation mechanism and condition for survival of cells under various conditions of ischemic influence on the brain.

Введение. Распространенной моделью ишемических повреждений головного мозга является модель с перевязкой обеих общих сонных артерий у крыс. В этом случае страдают все отделы мозга, но стволовые — в меньшей степени [1]. Кровоснабжение мозга поддерживается за счет двух вертебральных артерий, и животные в этих условиях выживают в течение 2-4 недель, если их не подвергать стрессовым воздействиям [2]. Данная модель глобальной ишемии мозга достаточно удобна для оценки действия фармакологических средств, обладающих анти-ишемическими и нейропротекторными свойствами [2, 3]. Обычно она используется для установления функциональных и биохимических постишемических нарушений [4, 5], важных для оценки эффективности фармакологической коррекции этих нарушений. Данные о структурных, пространственных и количественных изменениях клеточных элементов формаций мозга при данном способе моделирования ишемии в литературе представлены крайне скудно. Практически единичными являются морфологические исследования глобальной ишемии мозга. Большей частью эти исследования связаны с зоной ишемического инфаркта и прилегающей области (zona penumbra), образовавшейся в результате фокальной циркуляторной гипоксии. В этих зонах процесс развития постгипоксических изменений строения различных клеток мозга исследован достаточно подробно [6]. Однако в большинстве экспериментальных работ подобного рода отсутствует системное описание реактивных изменений всех основных клеточных элементов, находящихся в одинаковых условиях фокальной ишемии. Пространственная и структурная изменчивость тел клеточных элементов изучена, главным образом, у клеток амебоидной формы глии, начинающих концентрироваться в области «ишемической полутени» после трех суток острой гипоксии. Пространственная пластичность других видов глиальных клеток изучена слабо. Динамичная способность олигоденд-роцитов концентрироваться вблизи тел нейронов изучена при наркотической гипоксии [7, 8], при алкогольной абстиненции [9]. Увеличение числа периваскулярных форм этих глиоцитов выявлено при хронической алкогольной интоксикации [9]. Несмотря на наличие данных о перемещениях тел астроцитов, направленных к области повреждения мозга у взрослых [10], и выделение периваскулярных и перинейрональных форм астроцитов, отличающихся по положению относительно стенки ближайших сосудов [6], в литературе нами не найдено работ, касающихся прицельного изучения изменчивого расстояния между астроцитами и стенкой сосудов. В единичных работах лишь упомянуты наблюдения периваскулярных скоплений тел астроцитов, в частности, при иммунном воспалении [11]. Убедительных данных о дислокации тел нейронов относительно сосудистых компонентов мозга при различных воздействиях на зрелый мозг также не найдено. Вместе с тем, феномен миграции нейроцитов нельзя исключить из перечня динамичных признаков гипоксии, даже исходя из данных о миграции клеток нейроглии. В целом, морфологические исследования последствий глобальной или фокальной ишемии далеки от описания целостного спектра лабильных структурных, количественных и пространственных постише-мических изменений основных клеточных элементов мозга, верифицирующих как степень повреждения мозга, так и морфологическую оценку возможностей ее фармакологической коррекции. Целью исследования было установить структурные, пространственные и количественные изменения клеточных элементов паранигрального ядра среднего мозга и переднего цингулярного поля конечного мозга, выраженные при различных условиях циркуляторной гипоксии. Материалы и методы исследования. Опыты выполнены на 24 крысах самцах Вистар массой 200-220 г в возрасте 4 мес, полученных из питомника Рапполово РАМН (Ленинградская область). Исследованы две левосторонние формации мозга половозрелых крыс, получающие кровь из разных крупных артерий [1] — переднемедиальный подотдел паранигрального ядра среднего мозга (ПНЯ) и V-VI слои прегенуальной части переднего цингулярного поля Cg3 (ПЦП). Первая формация снабжается кровью МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2013 г., ТОМ 13, № 4 21 многочисленных мелких срединных среднемозговых артерий (бассейн позвоночной артерии), другая получает кровь от ветвей внутренней лобной артерии (бассейн передней мозговой артерии). Вследствие наиболее компактного расположения и крупного размера тел их нейронов данные структуры были предложены в качестве стандартных подотделов дофаминергичес-кой системы мозга, клеточные элементы которых способны к динамичным изменениям при различных воздействиях на мозг [8, 9, 12]. Клеточные элементы ПНЯ и ПЦП исследованы у 3 групп крыс через 3 мин после декапитации согласно «Правилам лабораторной практики в Российской Федерации» (приказ МЗ РФ от 2003 г. № 267). Первая группа крыс (интактные животные) представляла основной контроль (контроль 1). У крыс экспериментальной группы воспроизводили неполную ишемию ПЦП (группа 3). Под кратковременным эфирным наркозом произвели билатеральную окклюзию обеих общих сонных артерий. Крыс фиксировали на станке, препарировали общие сонные артерии и перевязывали их. Рану обрабатывали антисептиком и послойно зашивали. Контролем для животных с ишемией служили ложно оперированные животные, у которых воспроизводили все этапы операции без перевязки сонных артерий (контроль 2). Экспериментальных и ложно оперированных животных умерщвляли через 7 суток опыта декапитацией. Головной мозг фиксировали в 9% растворе нейтрального формалина, обезвоживали в этаноле возрастающей концентрации и заливали в парафин, изготавливали серийные срезы во фронтальной плоскости толщиной 3 мкм. Срезы ПНЯ делали на уровне передней границы сосцевидных тел, V-VI слои ПЦК — на уровне основания передних щипцов мозолистого тела. Срезы окрашивали крезиловым фиолетовым по методу Ниссля, выявляли глиальный фибриллярный кислый белок астроцитов, GFAP (с использованием мышиных антител, клон GA-5, Biocare medical, США, разведение 1:250) и Iba1-антиген мембран клеток амебоидной формы глии (при помощи козьих поликлональных антител к Iba1, AbCam, Великобритания, разведение 1:200). Вторичные биотинилиро-ванные антитела применяли из набора VECTAS-TAIN ABC, США. После проявления связанных антигенов диаминобензидином (DAB) срезы докрашивали гематоксилином Карацци. Визуальную и морфометрическую оценку клеточных элементов исследованных структур мозга осуществляли в трех последовательных квадратах площадью 0,01 мм2 у каждого животного в группе (n=12). В срезах, окрашенных по Нисслю, выявля ли тела нейронов, астроцитов, олигодендроцитов, микроглиоцитов и эндотелиоцитов. Нейроны подсчитывали после их идентификации, согласно классификации Ю. М. Жаботинского [13], широко используемой в современных нейроморфологических исследованиях [8, 9, 14], как неизмененные (малоиз-мененные), гипохромные, сморщенные гиперхром-ные (пикноморфные) и теневидные. Определяли абсолютное количество и долю данных форм, площадь тел жизнеспособных нейроцитов (малоизмененных и гипохромных), расстояние тел нейронов этих разновидностей, а также тел астроцитов до стенки кровеносного капилляра в пределах окружности радиусом 20 мкм. Астроциты при окраске методом Ниссля идентифицировали по крупным светлым ядрам овальной формы, содержащим отчетливые ядрышко, диаметр которых находился в пределах 5-8 мкм, окруженных светлым ободком цитоплазмы толщиной 1-4 мкм. Также при окраске по Нисслю были установлено количество олигодендроцитов, глиоцито-нейрональный индекс (как отношение количества клеток-сателлитов к количеству малоизмененных и гипохромных нейронов), количество эндотелиоци-тов и площадь их ядер. Олигодендроциты идентифицировали по гиперхромным ядрам округлой формы, диаметр которых составлял 3-5 мкм. Снаружи ядер часто был различим узкий светлый ободком цитоплазмы толщиной не более 2 мкм. Эндотелиоциты идентифицировали по самым небольшим гиперхром-ным ядрам вытянутой формы, обращенным в просвет капилляра, часто содержащим эритроциты голубовато-зеленоватого вида. В срезах, окрашенных на GFAP, устанавливали количество астроцитов, расстояние от их тел до стенки капилляра в пределах окружности радиусом 20 мкм (контроль результата, полученного аналогичным способом в срезах, окрашенных по Нисслю), площадь тел астроцитов и длину их осевых отростков. При окраске Iba1 устанавливали количество и площадь микроглиоцитов. Морфометрию проводили с помощью программы Imagescope (Rus). Для всех вычисленных средних величин была определена ошибка среднего арифметического. Среднее арифметическое, среднее квадратическое отклонение и стандартную ошибку среднего арифметического определяли с помощью компьютерной программы EXEL. О значимости различий судили по величине t-критерия Стьюдента и считали их значимыми при р<0,05. Результаты и их обсуждение. Тела большинства нейронов паранигрального ядра и исследованных слоев цингулярной коры у интактных крыс были неизмененными. Они содержали хроматофильную субстанцию, обладали отчетливыми ровными конту 22 МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2013 г., ТОМ 13, № 4 рами клеточной и ядерной поверхности. Единичные нейроны выглядели гипохромными, пикноморфны-ми и теневидными. Все нейроциты находились на разном расстоянии от стенки кровеносных капилляров, клетки сателлитной формы глии были единичными (рис. 1, а; рис. 2, а; табл. 1). Ядро астроцитов, чаще занимающее центральное расположение в телах клеток, было окружено равномерно экспрессируемыми белками промежуточных филаментов (рис. 1, б; рис. 2, б). Тонкие осевые отростки астроцитов ПНЯ в количестве от 1 до 5 и глубоких слоев ПЦП в количестве от 2 до 7 также равномерно экспрессировали GFAP. Концевые части некоторых отростков образовывали тонкие периваску-лярные глиальные мембраны, экспрессия GFAP которых в отдельных небольших участках была прерывистой. Средняя длина осевых отростков астроцитов на плоскости в 3-4 раза превышала длинный диаметр тел клеток, которые по отношению к капиллярам были расположены на разном расстоянии (табл. 2). Микро-глиоциты были самыми малочисленными клетками (см. рис. 1, а; рис. 2, а; табл. 3), они располагались преимущественно по ходу капилляров и экспрессировали Iba1 в области удлиненного клеточного тела и основания осевых отростков (рис. 2, в). Эндотелиоциты встречались в 2-3 раза чаще, чем микроглиоциты, но несколько реже клеток макроглии и содержали самые мелкие ядра из всех клеточных элементов. В ПНЯ и ПЦП ложно оперированных животных через 7 суток значимых изменений морфометрических параметров всех клеточных элементов не наблюдали (см. табл. 1-3). После 7 суток гипоксии среди нейроцитов ПНЯ преобладали набухшие гипохромные, а в ПЦП — теневидные и гиперхромные пикноморфные формы клеток (рис. 1, в; рис. 2, г). Наименее измененные нейроны, определявшиеся в единичном количестве вблизи кровеносных капилляров, были окружены сателлитной формой олигодендроцитов и астроци-тов. Тела этих нейроцитов были набухшими, но сохранившими скопления глыбок хроматофильной субстанции. Малоизмененные нейроны в ПЦП встречались значительно реже, чем в ПНЯ (0,3±0,3% и 2,8±1,7% соответственно, р<0,05; см. табл. 1). Набухшие гипохромные нейроциты в ПНЯ встречались в 3,3 раза чаще, чем в ПЦП. Гиперхромные сморщенные и теневидные нейроны чаще формировались в ПЦП, нежели в ПНЯ (в 4,8 и в 1,2 раза соответственно, р<0,05). В отличие от ПНЯ, ПЦП было лишено жизнеспособных нейронов (малоизмененных, гипохромных и пикно-морфных) почти наполовину, которые, как и большая часть теневидных клеток, группировались вбли зи капилляров. Между перикапиллярными скоплениями нейронов были видны участки разреженности клеток, среди которых располагались единичные измененные нейроциты. В ПНЯ данные участки разреженности нейроцитов выражены не были. Расстояние между телами жизнеспособных нейронов и стенкой капилляров в обеих исследованных формациях мозга после пролонгированной гипоксии значительно сократилось. Степень набухания нейроци-тов и сокращения расстояния их тел до стенки капилляров, а также глиоцито-нейрональный индекс в ПЦП по сравнению с данными параметрами в ПНЯ при пролонгированной гипоксии были незначительно больше (0,05 <р<0,1) и существенно отличались от параметров обеих контрольных групп. У астроцитов сравниваемых формаций мозга в результате пролонгированной гипоксии выявлены значительные различия реактивных изменений (рис. 1, г; рис. 2, д). В ПНЯ значительное увеличение площади их тел (см. также табл. 2) было обусловлено гипертрофией их цитоплазмы, равномерно и интенсивно экспрессирующей GFAP, окружающей неизмененное ядро, у некоторых клеток слегка смещенное эксцентрично. Отростки были утолщены и укорочены (в 1,6 раза; р<0,05). Периваскулярные глиальные мембраны выглядели утолщенными и непрерывными. Они, так же как тела и отростки клеток, равномерно экспрессировали GFAP. Большинство тел астроцитов находилось в непосредственной близости от стенки капилляров; расстояние между ними, установленное как при окраске по Нисслю, так и в срезах, окрашенных на GFAP, сократилось в 3,6-7,3 раза (р<0,05). Астроциты ПЦП отличались отеком цитоплазмы и ядра, разреженностью, фрагментацией и смещением GFAP+-материала к одной из сторон клеточного тела. Длина осевых отростков клеток не отличалась от таковой в обеих контрольных группах. Уровень экспрессии GFAP в отростках астроцитов и периваску-лярных глиальных мембранах был снижен, GFAP+-материал на большем протяжении мембран был неразличим. Расстояние между телами астроцитов и стенкой капилляра сократилось (в 4,1-14,6 раза). Степень сокращения этого расстояния в ПЦП была незначительно больше, чем в ПНЯ (0,05<р<0,1). Количество астроцитов и олигодендроцитов в ПНЯ и ПЦП осталось без изменений. Количество микроглиоцитов в обеих структурах было несколько увеличено (до 1,9±0,4 и 2,0±0,4; р<0,05); также была увеличена и площадь их тел (в 1,3-1,5 раза; р<0,05). Многие клетки в ПНЯ остались вблизи сосудов и приобрели округлую форму, большая часть активированных микроглиоцитов МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2013 г., ТОМ 13, № 4 23 Рис. 1. Реактивные изменения клеточных элементов паранигрального ядра у крыс через 7 сут от начала экспериментальной гипоксии (в, г) по сравнению с нормой (а, б). Н — малоизмененные нейроны; дистрофически измененные нейроны: гипохромные — Д, пикноморфные ги-перхромные — П; Т — теневидные нейроны; олигодендроциты — черные стрелки; астроциты — красные стрелки; микроглиоциты — звездочки; Э — эндотелиоциты. Квадратной рамкой (пунктир) ограничена площадь исследования, равная 0,01 мм2. Центр окружности (пунктир) радиусом 20 мкм совмещен со стенкой кровеносного капилляра, ближайшей к телу нейрона и астроцита. Окраска методом Ниссля (а, в) и на GPAP с докраской гематоксилином (б, г). Ув. ок. х10, об. х63. 24 МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2013 г., ТОМ 13, № 4 Рис. 2. Реактивные изменения клеточных элементов в V-VI слоях прегенуального цингулярного поля Cg3 у крыс через 7 сут от начала экспериментальной гипоксии (г, д) по сравнению с нормой (а-в). Н — малоизмененные нейроны; дистрофически измененные нейроны: гипо-хромные — Д, пикноморфные гиперхромные — П; Т — теневидные нейроны; олигодендроциты — черные стрелки, астроциты — красные стрелки, микроглиоциты — звездочки; Э — эндотелиоциты; fmi — малые щипцы. Квадратной рамкой (пунктир) ограничена площадь исследования, равная 0,01 мм2. Центр окружности (пунктир) радиусом 20 мкм совмещен со стенкой кровеносного капилляра, ближайшей к телу нейрона и астроцита. Окраска методом Ниссля (а, г; ув. ок. х10, об. х63), на GPAP с докраской гематоксилином (б, д; ув. ок. х10, об. х100) и на Iba+ микроглию с докраской гематоксилином (в; ув. ок. х10, об. х63). Т аблица 1 Изменения долевого соотношения субпопуляций нейронов и морфометрических параметров нейронов исследованных формаций головного мозга после пролонгированного воздействия циркуляторной гипоксии на площади 0,01 мм2 (X+Sx) МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2013 г., ТОМ 13, № 4 25 Я X »-Л '' X д 2 д с S и +1 00 иЧ II С И И н о о X о £ ^ S os < <v о X X а I с X Є а т X Є öS <v Ч & О СО Є О (N чО ^ ^ +1 II +1 V ^ == й й II t'' w чО w й == ™ ™ Ь (N —' — ^ => ■= * L дгО . й. ^ . й. + 1 So с? +1 II +1 гС оо' •3« О СЛ • 1\ & ЧО ^ ON ^ ^ ^ Г> ^ _|.| ON 4-І -LI ^ -LI -LI —- -LI +1 ^ +| +1 1,7 +1 ^ +1 °, Ü °\ 11 ^ II *4 й 'Л 11 ^ II ON ^ On ^ й С5 425 Г^' С 00 ON сс^г^ оо r^w О O' ON С? 00 с? Il N II N °\ II ^ II ^ С ^0 С О w О w СЛ сл +1 II ON ^ 00 'Я ^ 1-Л + 1 II Т-м' С On w «■Л Г-* ООО ''''' Y О- ^ о- ■J ^ мО ті о +1 О +1 О +1 О О °0 О с'^ о о о гч ^ ^ о' ■'-' сч ^"| -Г- (VJ ^ ■''$ ^ ■''$ +1 О +1 О СЛ О о (N ''-' СЧ ^, ГЧ ("J -л Ю| t'' чО tN чО (N (N О ^J- О ^J- О иЧ О +1 +1 +1 +1 " " -S ?£ * ^ O'" - О * sS * * 1 (N 00 ^ О '•'•Р '•'•Р оэ -..о w о о -а о^- -з« ■а (N 'Я ^ çr\^ ^ o' СЛ о' СЛ о' o' о' о' <n +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 ОООО ON0O <*\(N (NO 0^0^ ■<-^' ■'-^' Г-^ ч"^ О ■'-^' ч-^ С5 рі^" •^О -^О о '•'Р "-Р "-Р О О * ^ о J> о rq т-и о^^ о^^ on т-и С5 с? d С5 r^4 о' С5 С5 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 СЛ ^ ^ 00 ^ ["^0(D C^r^4 OOr^4 ON4^^ С5 С5 40 »-Л 00 00 X ^ Й и S L* I к и ц а а <v с о к а X ^ Й и ^ S L. %$ I 5 X а % й ^ и <V сч а о О S о а >4 ^ а к S и ц СЛ > % 1 С S ю о S ■< К О OS <V а к s а sa с sa с . _ . О О О (N ........ +1+1 +1+1 +1+1 +1+1 чОоО On 00 00^- оОчО r^4 С5 ON oc r*^ C5 СЛ ^ ^ (N ^ rq C5 C? C5 r^4 C5 o o o H' +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 +1 ^ ^ ^ çr\ 00 r'^ °^ r'^ ^ ^ C5 о' C5 t"' C5 C? 00 ' C5 V а св V O Si V ce ia r в ПЦП группировалась вблизи измененных нейронов и обладала вытянутой формой. Количество эндотелиоцитов было значительно увеличено только в ПЦП (см. рис. 1, в; рис. 2, г; табл. 3), хотя в отдельных срезах ПНЯ они располагались небольшими группами и отличались слабо выраженным увеличением площади ядер (р<0,05). В настоящем исследовании использовалась модель фокальной гипоксии переднего мозга, выключающая его основные функции [15]. Полученные нами данные свидетельствуют о значительном спектре нарушений клеточных элементов ПНЯ, получающих кровь из действующего капиллярного русла срединных среднемозговых артерий. Изменения нейронов в виде острого набухания, лизиса и образование «клеток-теней» в ПНЯ через 7 суток после наступления гипоксии не могут не быть отсроченным проявлением глютамат-кальциевого каскада как результата взаимодействия системы «нейрон-астроцит-капилляр-нейрон». В ходе гуморального варианта этой реакции, распространяясь вширь от области «ишемической полутени», в нейронах происходит активация кальмодулин-за-висимых клеточных ферментов, окси-дантный стресс, избыточная выработка оксида азота и накопление низкомолекулярных цитотоксичных соединений [15]. Нейроны в ПЦП, переживающие кроме реакций глютамат-кальциевого каскада состояние выраженной гипоксии, отмирают, реже сморщиваются, по-видимому, вследствие конденсации органелл [6], либо набухают. Концентрация тел жизнеспособных нейронов и астроцитарной глии вблизи кровеносных капилляров может быть обусловлена как появлением участков « выпадения» клеток теневидных нейронов [7], часть которых имели вид «апоп-тотических телец», так и благодаря их перемещению в пространстве. Способность к миграции жизнеспособных ней-роцитов: гипохромных, пикноморфных, единичных малоизмененных, как и астро-цитов, в направлении стенки капилляров связана с содержанием густой сети Таблица 2 Изменения количества и морфометрических параметров астроцитов исследованных формаций головного мозга после пролонгированного воздействия циркуляторной гипоксии на площади 0,01 мм2 (Х±5х) Исследованные формации мозга Воздействие гипоксии Количество при окраске на GFAP (п=12) Расстояние до стенки капилляров, мкм (п—12) при окраске Площадь тел, мкм^ (19<п>30) Длина отростков, мкм (28<п>53) по Нисслю на GFAP Паранигральное ядро Нет (интактные крысы) 3,7±0,3 9,5±1,7 9,8±0,9 38,1±3,0 13,1±0,8 среднего мозга Нет (ложная операция) 4,1±0,5 11,0±2,6 10,6±1,6 39,3±2,9 12,4±1,1 Г ипоксия 3,3±0,4 1,3±0,9* 2,7±1,6* 65,3±5,0* 8,3±0,6* 3 цингулярное поле, Нет (интактные крысы) 5,0±0,6 7,8±2,0 10,2±2,1 42,6±2,7 13,3±0,6 слои V—VI Нет (ложная операция) 4,8±0,5 10,3±1,9 8,9±1,8 44,4±2,2 13,6±0,6 Г ипоксия 4,1±0,6 1,9±1,1* 0,7±0,6* 58,7±6,4* 15,7±1,1** Различия в сравнении с параметрами мозга у интактных крыс значимы (р<0,05); различия длины отростков астроцитов в сравнении с данным параметром в паранигральном ядре после воздействия циркуляторной гипоксии значимы (р<0,05). Таблица 3 Изменения количества и морфометрических параметров олигодендроцитов, микроглиоцитов исследованных формаций головного мозга после пролонгированного воздействия циркуляторной гипоксии на площади 0,01 мм^ (Х±5х) Исследованные формации мозга Воздействие гипоксии Олигодендроциты Микроглиоциты Эндотелиоциты кол-во глиоцито - нейрональный индекс кол-во 2 площадь тел, мкм кол-во 2 площадь ядер, мкм Паранигральное ядро Нет (интактные крысы) 3,4±1,0 0,19±0,03 1,1±0,2 26,9±1,8 2,7±0,4 11,0±0,7 среднего мозга Нет (ложная операция) 3,3±0,5 0,14±0,03 1,2±0,2 27,6±1,3 2,5±0,4 10,9±0,6 Г ипоксия 3,6±0,5 0,26±0,05* 1,9±0,4* 40,2±3,6* 2,8±0,4 18,1±1,7* 3 цингулярное поле, Нет (интактные крысы) 5,9±0,6 0,10±0,10 1,4±0,3 29,9±2,2 2,6±0,5 10,1±0,8 слои V—VI Нет (ложная операция) 4,6±0,6 0,11± 0,03 1,0±0,3 29,7±2,3 2,3±0,6 10,6±0,8 Г ипоксия 4,8±0,5 0,36±0,04* (**) 2,0±0,4* 39,6±2,2* 3,9±0,3*(**) 23,0±1,5* (**) Различия в сравнении с параметрами мозга у интактных крыс значимы (р<0,05); различия индекса, количества и площади ядер эндотелиоцитов с соответствующим параметром в паранигральном ядре после воздействия циркуляторной гипоксии значимы (р<0,05). МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2013 Г., ТОМ 13, № 4 МЕДИЦИНСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2013 г., ТОМ 13, № 4 27 микрофиламентов, распределенных вблизи плазмо -леммы тел и отростков этих клеток [9, 16]. Можно полагать, что астроциты и связанные с ними тела нейронов в ПНЯ приблизились к стенке капилляров в начале ишемического воздействия, поскольку через 7 суток многие из астроцитов уже представляли собой периваскулярную форму клеток, отростки которых были укорочены, окружали стенку капилляров, обладали признаками гипертрофии и увеличенной экспрессией GFAP. Также логично предположить, что астроциты и связанные с ними нейроны ПЦП, находящиеся в фокусе гипоксии, приобрели периваскуляр-ную локализацию в более ранние сроки опыта, поскольку астроциты к его концу обладали выраженными признаками дистрофии. Выявленные признаки гипертрофической реакции астроцитов, недолго переживающих гипоксию на значительном удалении от ее фокуса, коррелируют с данными о накоплении гликогена и увеличении продукции промежуточных фила-ментов этих клеток в зоне пенумбры [17]. Значительное увеличение числа клеток-сателлитов в условиях жесткой гипоксии следует расценивать как чувствительную компенсаторную неспецифическую глиальную реакцию, выявленную также при алкогольной и опиатной абстиненции [6, 7] и наркотической гипоксии [16]. Девятикратное увеличение глиоцито-нейронального индекса может свидетельствовать о напряженной передаче глиальных нутриентов перикарионам нейронов. Таким образом, клеточные элементы головного мозга при переживании разных условий циркуляторной гипоксии характеризуются спектром выраженных патологических изменений. Нейроны находятся в процессе пикнотизации, лизиса и превращения в «клетки-тени». Клетки ядерной зоны склонны к гибели или пикнозу. Нейроны, расположенные за пределами области гипоксии и испытывающие лишь гуморальное воздействие реакций глютамат-кальци-евого каскада, склонны к острому набуханию. Реакция микроглиоцитов в виде слабо выраженного увеличения их числа и признаков активации является ранним диффузным проявлением переднемозговой фокальной гипоксии. Пролиферация эндотелиоцитов на ранних сроках ишемического воздействия не связана с цепью каскадных реакций и наблюдается лишь в фокусе гипоксии. Концентрация жизнеспособных нейронов и астроцитов вблизи кровеносных капилляров, а также увеличение числа сателлитных форм глии являются адаптационными механизмами и условиями выживания клеток при различных условиях ишемического воздействия на головной мозг.

A V Droblenkov

Institute of Experimental Medicine NWB RAMS

Email: pdshabanov@mail.ru

N V Naumov

Institute of Experimental Medicine NWB RAMS

M V Monid

Institute of Experimental Medicine NWB RAMS

D V Sosin

Institute of Experimental Medicine NWB RAMS

D S Penkov

Institute of Experimental Medicine NWB RAMS

S N Proshin

Institute of Experimental Medicine NWB RAMS

P D Shabanov

Institute of Experimental Medicine NWB RAMS

  1. Paxinos G. The rat nervous system. — 3d ed. — Amsterdam et al.: Elsevier, 2004. — P. 1176-1780.
  2. Шабанов П.Д., Зарубина И.В., Soultanov V.S. К механизму действия полипренолов при ишемии головного мозга // Мед. акад. журн. — 2011. — Т. 11, № 2. — С. 24-31.
  3. Ginsberg M.D., Busto R. Rodent models of cerebral ischemia // Stroke. — 1989. — Vol. 20. — P. 1627-1642.
  4. Пошивалов В.П. Этологический атлас для фармакологических исследований на лабораторных грызунах. — М., 1978. — Деп. в ВИНИТИ, № 3164-78.
  5. Marysheva V.V., Mikheev V.V., Shabanov P.D. Effect of amtizol on resistance of SHR mice to acute hypoxia with hypercapnia under conditions as isolated functioning of one cerebral hemisphere // Bull. Exp. Biol. Med. — 2013. — Vol. 154, № 4. — P. 453-456.
  6. Васильев Ю.Г., Берестов Д.С. Гомеостаз и пластичность мозга. — Ижевск: Ижевская ГСХА, 2011. — 216 с.
  7. Богомолов Д.В. Судебно-медицинская диагностика наркотической интоксикации по морфологическим данным: автореф. дис.. д-ра мед. наук. — М., 2001. — 29 с.
  8. Дробленков А.В., Карелина Н.Р., Шабанов П.Д. Изменения нейронов и глиоцитов мезоаккумбоцингулярной системы при перинатальном воздействии морфина у крыс // Морфология. — 2009. — Т. 136, № 6. — С. 35-37.
  9. Дробленков А.В. Морфологические признаки отравления этанолом, алкогольной абстиненции и хронической алкогольной интоксикации в мезокортиколимбической дофминергической системе // Суд.-мед. экспертиза. — 2011. — Т. 54, № 5. — С. 11-17.
  10. Okoye G.S., Powel E.M., Geller H.M. Migration of A7 immortalized astrocyte cells grafted into the adult rat striatum // J. Comp. Phys. — 1995. — Vol. 262. — Р. 524-534.
  11. Voskuhl R.R., Peterson R.S., Song B. et al. Reactive astrocytes form scar-like perivascular barriers to leukocytes during adaptive immune inflammation of the CNS // J. Neurosci. — 2009. — Vol. 29. — P. 11511-11522.
  12. Дробленков А.В., Карелина Н.Р. Структурные особенности нейронов и макроглиоцитов взаимосвязанных отделов мезоаккумбоцингулярной дофаминергической системы крыс // Морфология. — 2009. — Т. 136, № 5. — С. 11-17.
  13. Жаботинский Ю.М. Нормальная и патологическая морфология нейрона. — М.: Наука, 1965. — 323 с.
  14. Литвинцев Б.С., Одинак М.М., Гайкова О.Н. и др. Клинико-морфологическая характеристика неврологических проявлений наркомании // Профилактич. и клин. мед. — 2011. — Т. 39, № 2. — С. 99-104.
  15. Гусев Е.И., Скворцова В.И. Ишемия головного мозга. — М.: Медицина, 2001. — 328 с.
  16. Racchetti G., D'Alessandro R., Meldolesi J. Astrocyte stellation, a process dependent on Rac1 is sustained by the regulated exocytosis of enlargeo-somes // Glia. — 2012. — Vol. 60, № 3. — P. 465-475.
  17. Kajihara H., Tsutsumi E., Kinoshita A. еt al. Activated astrocytes with glycogen accumulation in ischemic penumbra during the early stage of brain infarction: immunohistochemical and electron microscopic studies // Brain Res. — 2001. — Vol. 909, № 3. — Р. 92-101.
  18. Charriaut-Marlangue C., Margaill I., Represa A.J. Apoptosis and necrosis after reversible focal ischemia: an in situ DNA fragmentation analysis // Cereb. Blood Flow Metab. — 1996. — Vol. 16. — P. 186-194.

Views

Abstract - 29

PDF (Russian) - 0

Cited-By


PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2013 Droblenkov A.V., Naumov N.V., Monid M.V., Sosin D.V., Penkov D.S., Proshin S.N., Shabanov P.D.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies